CN110122336B - 一种用于牛乳加工的均质机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于牛乳加工的均质机，包括控制器、均质箱、加料管、气缸、密封机构、气缸、第一电机、增压泵、排料管和若干支脚，均质箱内设有剪切机构，剪切机构包括转轴、增速组件、滤网、转动管、刀片、两个旋叶和两个搅拌杆，密封机构包括固定环、顶板、压缩组件、空气管、密封块、气垫和两个支杆，该用于牛乳加工的均质机通过剪切机构将牛乳引入刀片周围，并通过高速旋转的刀片进行剪切打散，保证了牛乳良好的均质效果，不仅如此，利用密封机构加强对加料管的密封处理，防止加料管处发生漏气，便于增压泵对均质箱内部进行增压处理，从而提高了设备的实用性。

Description

一种用于牛乳加工的均质机
技术领域
本发明涉及奶制品加工设备领域，特别涉及一种用于牛乳加工的均质机。
背景技术
牛乳中含有较多的脂肪，在牛乳的加工过程中，若牛乳存放一段时间后其脂肪乳会逐渐上浮，形成脂肪团或出现局部凝结现象，为了避免这种现象，通常会利用均质的方式使乳化液中的分散物微粒化、均匀化，进而降低分散物尺寸，提高分散物分布。其中均质机是进行牛乳均质的常用设备，它可以牛乳在超高压作用下，使物料发生物理、化学、结构性质等一系列变化，最终达到均质的效果。
均质机在使用时，需要保证内部高压的工作环境，因此通常利用增压泵对均质机内部进行增压处理，但是在实际运行过程中，由于投料管与均质机连通，投料管的开口处容易出现漏气现象，导致增压效果有限，影响了均质效果，不仅如此，现有的均质机内部仅仅依靠搅拌杆的转动，对脂肪乳进行打散分离，由于结构简单，使得其剪切效果十分有限，无法保证均质效果，进而降低了现有的均质机的实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于牛乳加工的均质机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于牛乳加工的均质机，包括控制器、均质箱、加料管、气缸、密封机构、第一电机、增压泵、排料管和若干支脚，所述支脚和排料管均固定在均质箱的下方，所述排料管内设有阀门，所述控制器固定在均质箱的一侧，所述控制器内设有PLC，所述加料管、气缸的缸体、第一电机和增压泵依次固定在均质箱的上方，所述阀门、气缸和第一电机均与PLC电连接，所述密封机构设置在加料管内，所述均质箱内设有剪切机构；
所述剪切机构包括转轴、增速组件、滤网、转动管、刀片、两个旋叶和两个搅拌杆，所述第一电机与转轴的顶端传动连接，所述滤网的形状为圆锥柱面形，所述滤网的底部的外径大于滤网的顶部的外径，所述滤网固定在均质箱内，所述转轴的底端穿过滤网，两个搅拌杆分别位于转轴的底端的两侧，所述转动管套设在转轴上，所述转轴通过增速组件与转动管传动连接，两个旋叶分别位于刀片的上方和下方，所述刀片设置在转动管的中心处，所述旋叶固定在转动管上，两个旋叶的方向相反；
所述密封机构包括固定环、顶板、压缩组件、空气管、密封块、气垫和两个支杆，所述固定环的外周固定在加料管的内壁上，所述密封块位于固定环的内侧，所述气垫的形状为环形，所述气垫固定在密封块的外周，所述空气管固定在密封块的上方，所述空气管与气垫连通，两个支杆分别位于空气管的两侧，所述顶板架设在两个支杆上，所述顶板与气缸的气杆固定连接，所述压缩组件位于顶板的下方。
作为优选，为了增加转动管的转速，所述增速组件包括驱动轮、增速块、传动轮和支撑单元，所述驱动轮同轴固定在转轴的顶端，所述增速块通过支撑单元设置在均质箱内，所述增速块的形状为圆锥柱形，所述传动轮设置在均质箱内，所述传动轮抵靠在增速块的底部和转动管的顶部，所述驱动轮抵靠在增速块的顶部。
作为优选，为了进一步增加转动管的转速，所述传动轮的外径大于转动管的外径。
作为优选，为了辅助支撑增速块转动，所述支撑单元包括支撑框、弹簧、固定块和两个定向单元，所述固定块固定在均质箱的内壁上，所述支撑框的形状为U形，所述支撑框的两端分别与增速块的两端连接，所述支撑框通过弹簧与固定块连接，所述弹簧处于压缩状态，两个定向单元分别位于弹簧的上方和下方。
作为优选，为了限制支撑框的移动，所述定向单元包括定向杆和定向环，所述定向环固定在固定块上，所述定向杆与支撑框固定连接，所述定向环套设在定向杆上。
作为优选，为了实现驱动轮的稳定转动，所述驱动轮的上方设有平衡块，所述均质箱内的顶部设有环形槽，所述平衡块与环形槽相匹配，所述平衡块与环形槽滑动连接。
作为优选，为了减小驱动轮转动所受的摩擦，所述平衡块的水平方向的两侧和平衡块的靠近环形槽内的底部的一侧均设有凹口，所述凹口内设有滚珠，所述凹口与滚珠相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内，所述滚珠抵靠在环形槽的内壁上。
作为优选，为了固定转动管的位置，所述转动管的顶端和底端均设有夹板，所述夹板固定在转轴上，所述夹板抵靠在转动管上。
作为优选，为了实现将空气管内的空气挤压进气垫内，所述压缩组件包括第二电机、丝杆、套管和密封板，所述第二电机固定在顶板的下方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与丝杆的顶端传动连接，所述丝杆的底端设置套管内，所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述套管固定在密封板的上方，所述套管的外周与空气管的内壁密封连接。
作为优选，为了检测空气管内的气压，所述空气管内的底部设有气压计，所述气压计与PLC电连接。
本发明的有益效果是，该用于牛乳加工的均质机通过剪切机构将牛乳引入刀片周围，并通过高速旋转的刀片进行剪切打散，保证了牛乳良好的均质效果，不仅如此，利用密封机构加强对加料管的密封处理，防止加料管处发生漏气，便于增压泵对均质箱内部进行增压处理，从而提高了设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于牛乳加工的均质机的结构示意图；
图2是图1的A部放大图；
图3是本发明的用于牛乳加工的均质机的剪切机构的结构示意图；
图4是图3的B部放大图；
图中：1.控制器，2.均质箱，3.气缸，4.第一电机，5.增压泵，6.排料管，7.支脚，8.转轴，9.滤网，10.转动管，11.刀片，12.旋叶，13.搅拌杆，14.固定环，15.顶板，16.空气管，17.密封块，18.支杆，19.驱动轮，20.增速块，21.传动轮，22.支撑框，23.弹簧，24.固定块，25.定向杆，26.定向环，27.平衡块，28.滚珠，29.夹板，30.第二电机，31.丝杆，32.套管，33.密封板，34.气压计，35.加料管，36.气垫，37.环形槽。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于牛乳加工的均质机，包括控制器1、均质箱2、加料管35、气缸3、密封机构、第一电机4、增压泵5、排料管6和若干支脚7，所述支脚7和排料管6均固定在均质箱2的下方，所述排料管6内设有阀门，所述控制器1固定在均质箱2的一侧，所述控制器1内设有PLC，所述加料管35、气缸3的缸体、第一电机4和增压泵5依次固定在均质箱2的上方，所述阀门、气缸3和第一电机4均与PLC电连接，所述密封机构设置在加料管35内，所述均质箱2内设有剪切机构；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
使用该均质机时，用户可通过控制器1操作设备运行，通过PLC控制气缸3启动，使得气缸3的气杆带动密封机构向上移动，方便通过加料管35向均质箱2内添加牛乳，而后PLC控制气缸3启动，由气缸3的气杆带动密封机构向下移动，对加料管35进行密封处理后，PLC控制第一电机4和增压泵5启动，增加均质箱2内的压强，同时第一电机4带动均质箱2内的剪切机构启动，对牛乳中的脂肪粒脂肪乳进行打散分离，而后PLC控制排料管6内的阀门打开，使得均质处理完成的牛乳从排料管6排出。
如图1和图3所示，所述剪切机构包括转轴8、增速组件、滤网9、转动管10、刀片11、两个旋叶12和两个搅拌杆13，所述第一电机4与转轴8的顶端传动连接，所述滤网9的形状为圆锥柱面形，所述滤网9的底部的外径大于滤网9的顶部的外径，所述滤网9固定在均质箱2内，所述转轴8的底端穿过滤网9，两个搅拌杆13分别位于转轴8的底端的两侧，所述转动管10套设在转轴8上，所述转轴8通过增速组件与转动管10传动连接，两个旋叶12分别位于刀片11的上方和下方，所述刀片11设置在转动管10的中心处，所述旋叶12固定在转动管10上，两个旋叶12的方向相反；
第一电机4启动后，带动转轴8旋转，使得转轴8底端的搅拌杆13转动，为了保证均质效果，转轴8在转动的过程中，通过增设组件增加转动管10的转速，使得转动管10以转轴8的轴线进行高速旋转，进而带动与转轴8固定连接的刀片11和两个旋叶12进行高速旋转，刀片11上下两侧的旋叶12高速旋转时，在牛乳中产生涡流，由于两个旋叶12的方向相反，使得旋叶12产生的涡流方向相反，通过控制转轴8的转动方向，使得上方的旋叶12产生向下流动的涡流，而下方的旋叶12产生向上流动的涡流，涡流带动牛乳中的脂肪乳流动，与旋转的刀片11进行接触后，通过刀片11对脂肪乳进行剪切打散，脂肪乳被剪切后，体型缩小，若小于滤网9的网孔，则在两个涡流的挤压作用下，向滤网9的外侧流动，若剪切后脂肪乳的尺寸仍大于滤网9的网孔尺寸，则在旋叶12产生的涡流作用下继续随着涡流流动，与刀片11接触，被剪切粉碎，直至尺寸可以通过滤网9后，与转轴8的底端的搅拌杆13接触，通过旋转的搅拌杆13将脂肪乳分散在牛乳的各处，从而保证了牛乳的均质效果。
如图2所示，所述密封机构包括固定环14、顶板15、压缩组件、空气管16、密封块17、气垫36和两个支杆18，所述固定环14的外周固定在加料管35的内壁上，所述密封块17位于固定环14的内侧，所述气垫36的形状为环形，所述气垫36固定在密封块17的外周，所述空气管16固定在密封块17的上方，所述空气管16与气垫36连通，两个支杆18分别位于空气管16的两侧，所述顶板15架设在两个支杆18上，所述顶板15与气缸3的气杆固定连接，所述压缩组件位于顶板15的下方。
密封机构中，固定环14固定在加料管35的内壁上，在对加料管35进行密封处理时，PLC控制气缸3启动，通过气缸3的气杆带动顶板15向下移动，利用支杆18带动密封块17向下移动，使得密封块17移动至固定环14的内侧后，PLC控制压缩组件启动，将空气管16内的空气压入环形的气垫36内，使得气垫36膨胀，填补固定环14和密封块17之间的缝隙，保证了加料管35的密封性，便于对均质箱2内部的牛乳进行增益均值处理。
如图3所示，所述增速组件包括驱动轮19、增速块20、传动轮21和支撑单元，所述驱动轮19同轴固定在转轴8的顶端，所述增速块20通过支撑单元设置在均质箱2内，所述增速块20的形状为圆锥柱形，所述传动轮21设置在均质箱2内，所述传动轮21抵靠在增速块20的底部和转动管10的顶部，所述驱动轮19抵靠在增速块20的顶部。
转轴8旋转，带动驱动轮19转动，驱动轮19抵靠在增速块20的顶部，驱动轮19利用其与增速块20的摩擦力，带动增速块20旋转，增速块20转动过程中，通过其与传动轮21的摩擦力，带动传动轮21转动，同理传动轮21带动转动管10进行旋转，由于驱动轮19抵靠在增速块20的顶部，传动轮21抵靠在增速块20的底部，而增速块20的底部的线速度大于增速块20的顶部的线速度，进而传动轮21的线速度大于驱动轮19的线速度，使得转动管10的线速度大于驱动轮19的线速度，进而增加了转动管10的转速，使得刀片11和旋叶12进行高速旋转。
作为优选，为了进一步增加转动管10的转速，所述传动轮21的外径大于转动管10的外径。由于传动轮21与转动管10的线速度相同，因此当传动轮21外径大于转动管10的内径后，转动管10的角速度大于传动轮21的角速度，可使得转动管10进行高速旋转。
如图3所示，所述支撑单元包括支撑框22、弹簧23、固定块24和两个定向单元，所述固定块24固定在均质箱2的内壁上，所述支撑框22的形状为U形，所述支撑框22的两端分别与增速块20的两端连接，所述支撑框22通过弹簧23与固定块24连接，所述弹簧23处于压缩状态，两个定向单元分别位于弹簧23的上方和下方。
利用固定块24上的压缩状态的弹簧23推动支撑框22，使得与支撑框22连接的增速块20抵靠在驱动轮19和传动轮21上，便于驱动轮19通过增速块20带动传动轮21转动。
作为优选，为了限制支撑框22的移动，所述定向单元包括定向杆25和定向环26，所述定向环26固定在固定块24上，所述定向杆25与支撑框22固定连接，所述定向环26套设在定向杆25上。利用固定在固定块24上的定向环26固定了定向杆25的移动方向，当弹簧23的形变量发生变化时，支撑框22和定向杆25沿着定向环26的轴线进行移动。
如图4所示，所述驱动轮19的上方设有平衡块27，所述均质箱2内的顶部设有环形槽37，所述平衡块27与环形槽37相匹配，所述平衡块27与环形槽37滑动连接。由于环形槽37固定在均质箱2内的顶部，从而固定了平衡块27的滑动轨迹，平衡块27固定在驱动轮19的上方，从而实现了驱动轮19的稳定转动。
作为优选，为了减小驱动轮19转动所受的摩擦，所述平衡块27的水平方向的两侧和平衡块27的靠近环形槽37内的底部的一侧均设有凹口，所述凹口内设有滚珠28，所述凹口与滚珠28相匹配，所述滚珠28的球心位于凹口内，所述滚珠28抵靠在环形槽37的内壁上。驱动轮19在旋转过程中，带动平衡块27进行转动，平衡块27上凹口内的滚珠28贴着环形槽37的内壁滚动，减少了接触面积，从而减小了驱动轮19转动时受到的摩擦。
作为优选，为了固定转动管10的位置，所述转动管10的顶端和底端均设有夹板29，所述夹板29固定在转轴8上，所述夹板29抵靠在转动管10上。利用转轴8上的两个固定位置的夹板29抵靠在转动管10上，限制了转动管10在转轴8上的位置。
如图2所示，所述压缩组件包括第二电机30、丝杆31、套管32和密封板33，所述第二电机30固定在顶板15的下方，所述第二电机30与PLC电连接，所述第二电机30与丝杆31的顶端传动连接，所述丝杆31的底端设置套管32内，所述套管32的与丝杆31的连接处设有与丝杆31匹配的螺纹，所述套管32固定在密封板33的上方，所述套管32的外周与空气管16的内壁密封连接。
PLC控制第二电机30启动，带动丝杆31旋转，丝杆31通过螺纹作用在套管32上，使得套管32沿着丝杆31的轴线进行移动，进而带动密封板33贴着空气管16的内壁上下移动，当密封板33向空气管16内的底部移动时，可将密封管内的空气输送至气垫36内，使得气垫36膨胀。
作为优选，为了检测空气管16内的气压，所述空气管16内的底部设有气压计34，所述气压计34与PLC电连接。利用气压计34检测空气管16内的压强，并将压强数据反馈给PLC，由于气垫36和空气管16内的空气量固定，当气垫36填补密封块17和固定环14之间的空隙后，若此时密封板33继续向下移动，空气管16的容量减小，使得气压急剧增大，PLC检测到气压增大后，控制第二电机30停止运行。
该均质机在运行时，通过压缩组件将空气管16内的空气输送至气垫36内，使得气垫36膨胀填补密封块17与固定环14之间的空气，保证加料管35的密封性，便于进行均质处理，不仅如此，通过增速组件使得转轴8转动过程中，带动旋叶12和刀片11高速旋转，将牛乳中的脂肪乳引入刀片11周围进行切割粉碎，保证了对牛乳的均质效果，进而提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该用于牛乳加工的均质机通过剪切机构将牛乳引入刀片11周围，并通过高速旋转的刀片11进行剪切打散，保证了牛乳良好的均质效果，不仅如此，利用密封机构加强对加料管35的密封处理，防止加料管35处发生漏气，便于增压泵5对均质箱2内部进行增压处理，从而提高了设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种用于牛乳加工的均质机，其特征在于，包括控制器(1)、均质箱(2)、加料管(35)、气缸(3)、密封机构、第一电机(4)、增压泵(5)、排料管(6)和若干支脚(7)，所述支脚(7)和排料管(6)均固定在均质箱(2)的下方，所述排料管(6)内设有阀门，所述控制器(1)固定在均质箱(2)的一侧，所述控制器(1)内设有PLC，所述加料管(35)、气缸(3)的缸体、第一电机(4)和增压泵(5)依次固定在均质箱(2)的上方，所述阀门、气缸(3)和第一电机(4)均与PLC电连接，所述密封机构设置在加料管(35)内，所述均质箱(2)内设有剪切机构；
所述剪切机构包括转轴(8)、增速组件、滤网(9)、转动管(10)、刀片(11)、两个旋叶(12)和两个搅拌杆(13)，所述第一电机(4)与转轴(8)的顶端传动连接，所述滤网(9)的形状为圆锥柱面形，所述滤网(9)的底部的外径大于滤网(9)的顶部的外径，所述滤网(9)固定在均质箱(2)内，所述转轴(8)的底端穿过滤网(9)，两个搅拌杆(13)分别位于转轴(8)的底端的两侧，所述转动管(10)套设在转轴(8)上，所述转轴(8)通过增速组件与转动管(10)传动连接，两个旋叶(12)分别位于刀片(11)的上方和下方，所述刀片(11)设置在转动管(10)的中心处，所述旋叶(12)固定在转动管(10)上，两个旋叶(12)的方向相反；
所述密封机构包括固定环(14)、顶板(15)、压缩组件、空气管(16)、密封块(17)、气垫(36)和两个支杆(18)，所述固定环(14)的外周固定在加料管(35)的内壁上，所述密封块(17)位于固定环(14)的内侧，所述气垫(36)的形状为环形，所述气垫(36)固定在密封块(17)的外周，所述空气管(16)固定在密封块(17)的上方，所述空气管(16)与气垫(36)连通，两个支杆(18)分别位于空气管(16)的两侧，所述顶板(15)架设在两个支杆(18)上，所述顶板(15)与气缸(3)的气杆固定连接，所述压缩组件位于顶板(15)的下方；
所述压缩组件包括第二电机(30)、丝杆(31)、套管(32)和密封板(33)，所述第二电机(30)固定在顶板(15)的下方，所述第二电机(30)与PLC电连接，所述第二电机(30)与丝杆(31)的顶端传动连接，所述丝杆(31)的底端设置套管(32)内，所述套管(32)的与丝杆(31)的连接处设有与丝杆(31)匹配的螺纹，所述套管(32)固定在密封板(33)的上方，所述套管(32)的外周与空气管(16)的内壁密封连接。
2.如权利要求1所述的用于牛乳加工的均质机，其特征在于，所述增速组件包括驱动轮(19)、增速块(20)、传动轮(21)和支撑单元，所述驱动轮(19)同轴固定在转轴(8)的顶端，所述增速块(20)通过支撑单元设置在均质箱(2)内，所述增速块(20)的形状为圆锥柱形，所述传动轮(21)设置在均质箱(2)内，所述传动轮(21)抵靠在增速块(20)的底部和转动管(10)的顶部，所述驱动轮(19)抵靠在增速块(20)的顶部。
3.如权利要求2所述的用于牛乳加工的均质机，其特征在于，所述传动轮(21)的外径大于转动管(10)的外径。
4.如权利要求2所述的用于牛乳加工的均质机，其特征在于，所述支撑单元包括支撑框(22)、弹簧(23)、固定块(24)和两个定向单元，所述固定块(24)固定在均质箱(2)的内壁上，所述支撑框(22)的形状为U形，所述支撑框(22)的两端分别与增速块(20)的两端连接，所述支撑框(22)通过弹簧(23)与固定块(24)连接，所述弹簧(23)处于压缩状态，两个定向单元分别位于弹簧(23)的上方和下方。
5.如权利要求4所述的用于牛乳加工的均质机，其特征在于，所述定向单元包括定向杆(25)和定向环(26)，所述定向环(26)固定在固定块(24)上，所述定向杆(25)与支撑框(22)固定连接，所述定向环(26)套设在定向杆(25)上。
6.如权利要求2所述的用于牛乳加工的均质机，其特征在于，所述驱动轮(19)的上方设有平衡块(27)，所述均质箱(2)内的顶部设有环形槽(37)，所述平衡块(27)与环形槽(37)相匹配，所述平衡块(27)与环形槽(37)滑动连接。
7.如权利要求6所述的用于牛乳加工的均质机，其特征在于，所述平衡块(27)的水平方向的两侧和平衡块(27)的靠近环形槽(37)内的底部的一侧均设有凹口，所述凹口内设有滚珠(28)，所述凹口与滚珠(28)相匹配，所述滚珠(28)的球心位于凹口内，所述滚珠(28)抵靠在环形槽(37)的内壁上。
8.如权利要求1所述的用于牛乳加工的均质机，其特征在于，所述转动管(10)的顶端和底端均设有夹板(29)，所述夹板(29)固定在转轴(8)上，所述夹板(29)抵靠在转动管(10)上。
9.如权利要求1所述的用于牛乳加工的均质机，其特征在于，所述空气管(16)内的底部设有气压计(34)，所述气压计(34)与PLC电连接。
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